Структурная схема регулятора тока PС3 электропривода “Размер 2М-5-21”. Формирователь тока ротора (ФТР) и его временные диаграммы работы

Рис. 2. Схема формирователя тока ротора ФТР

Рис. 3. Временные диаграммы работы ФТР

Регулятор скорости РС3 используется в приводе подачи. Он предназначен для формирования сигналов задания фазных токов А и В, для контроля функционирования контура регулирования скорости и выработки сигналов «перегрев двигателя» и «превышение момента» на валу двигателя.

Функциональная схема блока приведена на рис. 1.

Усилитель регулятора скорости (ОУ Dl, D2) выполнен по схеме ПИ-регулятора вырабатывающего сигнал задания момента U_q. Постоянная времени интегрирования регулятора Т_и = (R3 + R6)·C9 выбрана так, что при подаче сигнала задания скачкообразно перерегулирование не превышает 15%. При подключении к двигателю механизма подачи перерегулирование уменьшается за счет увеличения момента инерции приведенного к валу двигателя.

Коэффициент пропорционального усиления равен:

Сигнал U_qопределяется выражением:

Уровень сигнала U_qопределяет задание момента на валу двигателя. Максимальному моменту соответствует U_q= ±5 В. Ограничение выполняется диодным ограничителем V6...V9. Повторитель на ОУ D2 служит для согласования ПИ-регулятора с последующими схемами.

С помощью ключа на полевом транзисторе V5 исключается интегральная ошибка в сигнале U_q. Измерительный прибор PU контролирует величину заданного момента. Отклонению стрелки до цифры «1» соответствует номинальное значение момента.

При превышении уровня 2,5 В на выходе ПИ-регулятора (D1) на время больше 200 мс срабатывает компаратор D3, расположенный в схеме ФБЛ. Выдается сигнал блокировки ФБ в блок автоматики АП5, а также загорается светодиод V26 на блоке РСЗ.

Сигнал задания тока статора Т_зс формируется в виде суммы двух векторов, модули которых пропорциональны сигналам U_dи U_q. Векторное суммирование эквивалентно суммированию двух синусоидальных сигналов, смещенных на 90°, амплитуды  которых соответственно пропорциональны U_dи U_q. Фаза полученного сигнала зависит от олярности и отношения (U_q /U_d). Суммирование выполняет ОУ D14.

Сигнал задания тока ротора Т_зр, пропорциональный U_q, формируется в формирователе ФТР. Этот сигнал определяет (совместно с частотой скольжения) величину и направление момента на валу двигателя. ФТР представляет собой модулятор с отрицательной обратной связью по амплитудному значению сигнала Т_зр (рис. 2). Фаза сигнала Т_зр определяется полярностью напряжения U_q. При положительном U_qфазы сигнала Т_зр и сигнала Up( =COS / ФВ) совпадают. При отрицательном — противоположны.

На входе ФТР включен интегратор D6, выходной сигнал которого управляет проводимостью каналов полевых транзисторов D5.1 и D5.2, тем самым изменяется напряжение баланса моста. Усилитель D7 на выходе формирует синусоидальный сигнал Т_зр с амплитудой, равной U_q. Обратная связь осуществляется через ОУ D9. К неинвертирующему входу D9 подключен ключ V12, проводимость канала которого управляется компаратором D8. Моменты подключения обратной  связи   определяются   сигналом  Up. Срабатывание компаратора   D8   переводит   ОУ D6 в режим инвертирования напряжения.        Выделенная разность между U_qи сигналом Т_зр служит для коррекции амплитуды сигнала  Т_зс.

Временные     диаграммы работы   ФТР   приведены   на рис. 3.

Вторая      составляющая сигнала Т_зс — задание потока     (тока    возбуждения) — формируется в регуляторе потока РП (D4.1 и D4.2) при помощи   вспомогательных   сигналов  Ф1   и  Ф2.  Амплитуда этой   составляющей   зависит от эквивалентной проводимости Т-образной цепи γ(U_d), включенной на входе усилителя D14 (R28, D4.1, D4.2) и являющейся функцией сигнала U_dи амплитуды сигнала U_в = 8,4 В  (U_B =sin / ФВ). Таким образом, амплитуда сигнала Т_зс будет представлена выражением:

Сигналы задания фазных токов ТзА и ТзВ получают с помощью фазовых детекторов ФД1 и ФД2. Сигнал ТзВ сдвинут относительно ТзА на 120 эл. градусов. Оба сигнала имеют синусоидальную форму с частотой, которая определяется выражением

f = р ·f_вр  ± f_c,

где р — число пар полюсов асинхронного двигателя; f_вр — частота вращения ротора; f_c — частота скольжения.